وصف المقال « HackRF Pro + PortaPack H4M Pro: مجموعة هوائيات خماسية »
هاك آر إف برو + بورتا باك إتش 4 إم برو: جهاز استقبال لاسلكي متطور (SDR) محمول يعمل بترددات من 100 كيلوهرتز إلى 6 جيجاهرتز
جهاز HackRF Pro مع PortaPack H4M Pro بين منصة راديو مُعرّفة برمجياً وواجهة محمولة لمراقبة الإشارات واستكشاف نطاقات التردد واختبار أجهزة الراديو. تتضمن هذه المجموعة خمسة هوائيات SMA، وكابل USB-A إلى USB-C، ومضخم ترددات لاسلكية لإعداد تجارب متنوعة.
يُوسّع الجيل الاحترافي نطاق التغطية ليشمل الترددات المنخفضة، ويُضيف مُذبذبًا بلوريًا مُتحكمًا بدرجة الحرارة (TCXO) مُدمجًا، ومنطق FPGA، وذاكرة فلاش أكبر، ومنفذ USB-C. يُوفر جهاز PortaPack شاشة لمس ملونة، وأزرار تحكم فعلية، وصوتًا مُدمجًا، وحاملًا لبطارية 18650 قابلة للاستبدال. يجب شراء البطارية المُتوافقة بشكل مُنفصل.
رأي خبرائنا
تُناسب هذه المجموعة المستخدمين الذين يرغبون في مراقبة الإشارات ومقارنتها وتسجيلها، سواءً عن بُعد أو عبر الحاسوب. يوفر مذبذب الكريستال المُتحكم بدرجة الحرارة (TCXO) المدمج مرجع تردد أكثر استقرارًا، بينما تُسهّل بطارية 18650 القابلة للاستبدال عملية التحضير لجلسات متعددة. مع ذلك، لا تزال النتائج المتسقة تعتمد على اختيار الهوائي المناسب وضبط الكسب بشكل صحيح. أما بالنسبة لقياسات القدرة المطلقة، فيظل محلل الطيف المُعاير هو المرجع الأمثل.
ما الذي تحسن مقارنةً بالأجيال السابقة؟
تغطية موسعة للترددات المنخفضة
يُمكن ضبط جهاز HackRF Pro على ترددات منخفضة تصل إلى 100 كيلوهرتز، مقارنةً بـ 1 ميجاهرتز لجهاز HackRF One الكلاسيكي. وهذا يُتيح مجالًا أوسع لإجراء تجارب على الترددات المنخفضة والمتوسطة. ويتطلب هذا الجزء من الطيف هوائيًا مناسبًا، حيث تُستخدم الهوائيات الخمسة المُرفقة بشكل أساسي على نطاقات الراديو العالية.
مذبذب بلوري حراري متكامل، ومنطق FPGA، وذاكرة أكبر
TCXO ) بتردد 25 ميجاهرتز، مع استقرار مُعلن يبلغ 0.5 جزء في المليون، في تقليل انحراف التردد الناتج عن تغيرات درجة الحرارة. ويحل مُعالج iCE40 UltraPlus FPGA محل مُعالج CPLD السابق، كما زادت سعة ذاكرة الفلاش من 8 إلى 32 ميجابت. تُتيح هذه التغييرات مجالًا أوسع لتطوير البرامج الثابتة والمعالجة الرقمية المُدمجة. وتعتمد الوظائف المُتاحة على إصدار البرنامج المُثبّت.
سلسلة ترددات لاسلكية محدثة وحماية معززة
تُقدّم منصة Pro سلسلة ترددات لاسلكية مُحسّنة، وحماية داخلية، وحماية مُعزّزة عند موصل الهوائي. ويظل ضبط الكسب ضروريًا، خاصةً بالقرب من أجهزة الإرسال القوية: فالحماية الإضافية لا تمنع جميع حالات التحميل الزائد على المدخلات.
جهاز بورتا باك مزود ببطارية قابلة للاستبدال
يستخدم جهاز H4M Pro بطارية 18650 قابلة للاستبدال، مما يسمح بتبديلها ببطارية مشحونة ومتوافقة بين الجلسات. كما تم تغيير موضع مكبر الصوت وفتحة بطاقة microSD لتسهيل الوصول إليهما. يختلف وقت التشغيل باختلاف البطارية وسطوع الشاشة والتطبيقات المستخدمة ووضع تشغيل الراديو.
| غرض | الأجيال السابقة | مجموعة احترافية |
|---|---|---|
| أقل تردد تشغيل | 1 ميجاهرتز | 100 كيلو هرتز |
| المنطق القابل للبرمجة | CPLD | معالج iCE40 UltraPlus FPGA |
| ذاكرة فلاش | 8 ميجابت | 32 ميجابت |
| مرجع التردد | يعتمد TCXO على الطراز أو الملحقات | مذبذب بلوري مُتحكم بدرجة الحرارة (TCXO) مدمج بتردد 25 ميجاهرتز؛ استقرار مُعلن عنه يبلغ 0.5 جزء في المليون |
| اتصال USB | منفذ Micro-USB في التصميم الكلاسيكي؛ منفذ USB-C في بعض الإصدارات | USB-C، USB 2.0 |
| طاقة بورتاباك | بطارية ليثيوم بوليمر في مجموعات H4M السابقة | خلية 18650 قابلة للاستبدال في H4M Pro، غير مرفقة |
| وضع أخذ العينات القياسي | سرعة تصل إلى 20 ميجا عينة/ثانية، 8 بت I/Q | سرعة تصل إلى 20 ميجا عينة/ثانية، 8 بت I/Q |
بالمقارنة مع بنية HackRF One الكلاسيكية ومجموعات H4M السابقة، تتميز بعض الإصدارات السابقة بمنفذ USB-C، ومذبذب بلوري مُعَوَّض حراريًا (TCXO)، أو حماية إضافية.
استخدم برنامج Mayhem في الميدان أو قم بتوصيله بجهاز كمبيوتر عبر منفذ USB-C
في الوضع المستقل، يتيح جهاز PortaPack H4M Pro الوصول إلى تطبيقات Mayhem المتوافقة عبر شاشته اللمسية وقرص التحكم. يمكنك مراقبة الإشارات والتقاطها دون الحاجة إلى جهاز كمبيوتر قريب، وذلك باستخدام بطارية 18650 متوافقة وأي موارد microSD يتطلبها التطبيق.
في وضع USB، يتحول جهاز HackRF Pro إلى جهاز طرفي SDR للحاسوب الذي يعمل ببرامج تشغيل وبرامج متوافقة. يصل معدل التشغيل القياسي إلى 20 مليون عينة في الثانية مع دقة 8 بت I/Q. هذا يصف تدفق العينات، ولا يعني أن الجهاز يرصد النطاق الكامل من 100 كيلوهرتز إلى 6 جيجاهرتز في وقت واحد، أو أن بطاقة microSD قادرة على التسجيل بهذا المعدل.
للمقارنة بين هذه المجموعة والإعداد السابق، انظر إلى مجموعة HackRF One R10C و PortaPack H4M.
الاستخدامات العملية لهذا الجهاز المحمول لتقنية الراديو المعرف بالبرمجيات (SDR)
راقب النشاط اللاسلكي وتحقق من التداخل
افحص نطاق التردد، وقارن بيئة الترددات اللاسلكية قبل وبعد تشغيل جهاز ما، أو ابحث عن عمليات إرسال متكررة حول ورشة عمل أو منشأة. يُسهّل الحفاظ على نفس إعدادات الهوائي والكسب بين عمليات الرصد إجراء المقارنات.
ادرس أجهزة الاستشعار الخاصة بك التي تعمل بتردد 433 أو 868 ميجاهرتز
في التجارب التي تُجرى باستخدام أجهزة الاستشعار أو محطات الأرصاد الجوية أو معدات القياس عن بُعد التي تمتلكها، تساعد شاشات عرض الطيف وتسجيلات الإشارة I/Q في الكشف عن التردد وعرض النطاق الترددي المُستخدم وعمليات الإرسال المتقطعة. ويعتمد فك التشفير بعد ذلك على البروتوكول والتطبيقات المتاحة.
استكشف استقبال الراديو و ADS-B
باستخدام تطبيقات Mayhem المتوافقة وهوائي مناسب، يمكنك استكشاف استقبال البث، وأنواع التضمين المختلفة، واستقبال ADS-B على تردد 1090 ميجاهرتز. وتعتمد النتائج على اختيار الهوائي وموقعه والظروف المحلية. كما تتيح لك تحديثات البرامج الثابتة متابعة تطور التطبيقات المتوافقة.
تعليم وتطوير وتحليل الإشارات على الحاسوب
في التدريب أو العمل المخبري، تتيح لك هذه المجموعة الانتقال من المراقبة المحمولة إلى التحليل الحاسوبي الأكثر تفصيلاً. يدعم برنامج SDR المتوافق عمليات المعالجة والتصوير وفك التشفير. يجب أن تستخدم اختبارات الإرسال معداتك الخاصة وأن تتوافق مع الشروط المعتمدة للترددات المعنية.
نقاط القوة والقيود
| نقاط القوة | القيود التي يجب مراعاتها |
|---|---|
| نطاق ضبط من 100 كيلو هرتز إلى 6 جيجا هرتز لاستكشاف العديد من نطاقات الراديو. | إن مسح التردد الواسع هو عملية متسلسلة: لا تتم ملاحظة النطاق بأكمله في وقت واحد. |
| تشغيل محمول بشاشة لمس وأزرار تحكم فعلية. | يلزم وجود بطارية 18650 متوافقة للاستخدام المحمول وهي غير مضمنة. |
| تم دمج مذبذب بلوري مُتحكم بدرجة الحرارة (TCXO) ومنصة راديو مُحدثة. | يظل التشغيل القياسي 8 بت I/Q. تتطلب قياسات الطاقة المطلقة معدات معايرة. |
| خمسة هوائيات SMA لنطاقات تردد مختلفة شائعة الاستخدام. | يجب أن يكون الهوائي مناسبًا للنطاق الترددي. لا يكون الاستقبال موحدًا عبر نطاق الضبط الكامل. |
| اتصال USB-C لإجراء المزيد من التحليلات على جهاز الكمبيوتر. | يعني التشغيل بنصف الازدواج أن الإرسال والاستقبال يجب أن يتناوبا. |
| تطبيقات مايهيم ونطاق التجارب الإضافية. | تتطلب بعض الوظائف معرفة تقنية وموارد microSD متوافقة. |
مواصفات جهاز HackRF Pro وجهاز PortaPack H4M Pro
| مواصفة | التفاصيل |
|---|---|
| منصة الراديو | HackRF Pro r1.2.1 |
| ملحق محمول | بورتاباك إتش 4 إم برو |
| نطاق التشغيل | من 100 كيلو هرتز إلى 6 جيجا هرتز |
| وضع الإرسال / الاستقبال | نصف مزدوج، اتجاه واحد في كل مرة |
| معدل أخذ العينات القياسي لمنفذ USB | ما يصل إلى 20 مليون عينة في الثانية |
| تنسيق العينة القياسي | 8 بتات I + 8 بتات Q |
| وحدة تحكم دقيقة | LPC4330 |
| المنطق القابل للبرمجة | معالج iCE40 UltraPlus FPGA |
| ذاكرة فلاش | 32 ميجابت، W25Q32 |
| دائرة متكاملة لجهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية | MAX2831 |
| محول تناظري رقمي / محول رقمي تناظري | MAX5865 |
| مرجع التردد | مذبذب بلوري مُتحكم بدرجة الحرارة (TCXO) مدمج بتردد 25 ميجاهرتز؛ استقرار مُعلن عنه يبلغ 0.5 جزء في المليون |
| واجهة USB | منفذ USB 2.0 مع موصل USB-C |
| عرض | شاشة لمس ملونة مقاومة مقاس 3.2 بوصة |
| أدوات التحكم | شاشة لمس ومشفّر دوّار مع نظام تنقل خماسي الاتجاهات |
| صوتي | ميكروفون ومكبر صوت مدمجان؛ مخرج سماعة رأس 3.5 ملم |
| تخزين | فتحة بطاقة microSD، FAT32 أو exFAT |
| توسع | منافذ GPIO وواجهات الساعة الخارجية |
| موصل الهوائي | موصل SMA؛ مزود طاقة Bias-T قابل للتبديل برمجياً بجهد 3.3 فولت |
| الحماية من الترددات اللاسلكية | حماية داخلية وحماية معززة لمنفذ الهوائي |
| مصدر طاقة محمول | خلية ليثيوم أيون 18650 قابلة للاستبدال، غير مرفقة |
| الشحن | إدارة متكاملة لشحن USB |
| البرامج الثابتة المثبتة مسبقًا | تم تعديل برنامج Mayhem ليتوافق مع HackRF Pro؛ وتعتمد التطبيقات على الإصدار وموارد بطاقة microSD |
| برامج الحاسوب | GNU Radio وSDR++ وGQRX وغيرها من التطبيقات المتوافقة مع HackRF، وذلك حسب برامج التشغيل والإصدارات |
| هوائيات مضمنة | 5 هوائيات SMA لأجزاء مختلفة من الطيف |
ما الذي تتضمنه مجموعة الهوائيات الخمسة؟
تتضمن المجموعة HackRF Pro و PortaPack H4M Pro مع برنامج Mayhem الثابت المعدل وخمسة هوائيات SMA وكابل USB-A إلى USB-C ومضخم RF.
- هوائي واحد واسع النطاق للنطاق المحدد من 40 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز.
- هوائي واحد لترددات 433 / 868 ميجاهرتز، وهي نطاقات تستخدمها أجهزة الاستشعار ومعدات الراديو بشكل شائع.
- هوائي واحد للترددات من 700 إلى 2700 ميجاهرتز لإجراء التجارب في تلك الأجزاء من الطيف.
- هوائي واحد لتردد 2.4 / 5.8 جيجاهرتز لمراقبة نشاط الترددات اللاسلكية في هذه النطاقات.
- هوائي واحد لنطاقات GSM / 3G / 4G، يتم اختياره وفقًا للتردد الذي تتم دراسته.
يؤثر اختيار الهوائي بشكل مباشر على الاستقبال. وتُستخدم النطاقات المذكورة كدليل إرشادي للاختيار، ولا تضمن حساسية موحدة عبر جميع الترددات. وقد يلزم استخدام هوائي مخصص للعمل على الترددات المنخفضة.
البطارية 18650 غير مرفقة. تتطلب بعض التطبيقات ووظائف التسجيل بطاقة microSD مُجهزة بموارد تتوافق مع إصدار Mayhem المُثبّت.
الأسئلة الشائعة حول HackRF Pro و PortaPack H4M Pro
هل يمكنني استخدام جهاز HackRF Pro مع جهاز PortaPack H4M Pro بدون جهاز كمبيوتر؟
نعم. يتيح لك جهاز PortaPack H4M Pro تشغيل تطبيقات Mayhem المتوافقة باستخدام شاشته اللمسية وأزرار التحكم المادية. يتطلب التشغيل المحمول بطارية 18650 متوافقة، وهي غير مرفقة. تحتاج بعض التطبيقات أيضًا إلى موارد على بطاقة microSD.
ما هي الترددات التي يغطيها جهاز HackRF Pro؟
تعمل منصة الراديو ضمن نطاق ترددي من 100 كيلوهرتز إلى 6 جيجاهرتز. ويعتمد الاستقبال أيضاً على الهوائي والتردد وإعدادات الكسب وظروف الترددات اللاسلكية المحيطة. ولا يرصد الجهاز هذا النطاق بأكمله في الوقت نفسه.
ما هي أبرز التحسينات في النسخة الاحترافية؟
بالمقارنة مع تصميم HackRF One الكلاسيكي، يمدد الإصدار Pro نطاق التردد الأدنى إلى 100 كيلوهرتز، ويضيف مذبذبًا بلوريًا مُتحكمًا بدرجة الحرارة (TCXO) مدمجًا، ويستبدل وحدة CPLD بوحدة FPGA، ويزيد سعة ذاكرة الفلاش إلى 32 ميجابت. كما يُحدّث سلسلة الترددات اللاسلكية، ونظام الحماية، ومنفذ USB-C. يستخدم H4M Pro بطارية 18650 قابلة للاستبدال، ويعيد تصميم موضع مكبر الصوت وفتحة بطاقة microSD. بعض الإصدارات السابقة تتضمن بالفعل بعض هذه الميزات.
ما الذي تتضمنه مجموعة الهوائيات الخمسة؟
تتضمن المجموعة جهاز HackRF Pro، وجهاز PortaPack H4M Pro مع نسخة معدلة من برنامج Mayhem، وكابل USB-A إلى USB-C، ومضخم إشارة ترددات لاسلكية، وخمسة هوائيات SMA: هوائي واسع النطاق من 40 ميجاهرتز إلى 6 جيجاهرتز، وهوائي بتردد 433/868 ميجاهرتز، وهوائي بتردد من 700 إلى 2700 ميجاهرتز، وهوائي بتردد 2.4/5.8 جيجاهرتز، وهوائي لنطاقات GSM/3G/4G. البطارية 18650 غير مشمولة.
هل البطارية مرفقة، وكم تدوم؟
البطارية من نوع 18650 غير مُضمنة. يستخدم جهاز H4M Pro خلية ليثيوم أيون متوافقة وقابلة للاستبدال. يعتمد وقت التشغيل على سعة البطارية وسطوع الشاشة والتطبيق وما إذا كان الجهاز يستقبل أو يرسل. لا يوجد وقت تشغيل محدد لهذه المجموعة.
هل يمكن للجهاز تسجيل إشارات الراديو؟
نعم. يمكن للتطبيقات المتوافقة حفظ تسجيلات I/Q على بطاقة microSD مُجهزة بشكل صحيح. تعتمد ميزات التسجيل ومعدلات نقل البيانات على إصدار Mayhem والتطبيق وأداء البطاقة. لا يتم تطبيق الحد الأقصى لمعدل أخذ العينات عبر USB تلقائيًا على التسجيل المستقل.
هل يمكنه الإرسال والاستقبال في وقت واحد؟
لا. جهاز HackRF Pro يعمل بنظام نصف مزدوج: فهو يستقبل أو يرسل في أي وقت. ولا يمكن لتحديث البرامج الثابتة تحويل هذه البنية إلى جهاز راديو ثنائي الاتجاه الكامل.
هل تغطي الهوائيات الخمسة النطاق الكامل من 100 كيلو هرتز إلى 6 جيجا هرتز؟
تغطي الهوائيات المرفقة أجزاءً مختلفة من الطيف الترددي، ولا توفر استقبالًا موحدًا عبر كامل نطاق الجهاز. يلزم استخدام هوائي مخصص للعمل بكفاءة على الترددات المنخفضة. اختر الهوائي المناسب للنطاق الترددي قيد الدراسة.
ما هي تطبيقات الحاسوب التي يمكنني استخدامها؟
يمكن استخدام برامج GNU Radio وSDR++ وGQRX وغيرها من التطبيقات التي تدعم HackRF، وذلك حسب نظام التشغيل وبرامج التشغيل وإصدارات البرامج. يتطلب الاتصال كابل USB-C لنقل البيانات، مثل كابل USB-A إلى USB-C المرفق.
هل يقوم النظام بالتعرف تلقائياً على كل جهاز واي فاي أو بلوتوث أو جهاز محمول؟
يشير رصد الإشارة إلى وجود نشاط لاسلكي في نطاق ترددي معين. يعتمد تحديد الهوية وفك التشفير على البروتوكول وعرض النطاق الترددي والبرمجيات المستخدمة. هذه المجموعة ليست جهاز فك تشفير شامل، ولا توفر الوصول التلقائي إلى الاتصالات المشفرة.
مواصفات المنتج « HackRF Pro + PortaPack H4M Pro: طقم هوائيات خماسي »
- النوع: جهاز إرسال واستقبال SDR مع PortaPack H4M Pro
- نطاق التردد: من 100 كيلو هرتز إلى 6 جيجا هرتز
- معدل أخذ العينات القياسي: حتى 20 ميجا عينة/ثانية، 8 بت I/Q
- طريقة التشغيل: نصف مزدوج، استقبال أو إرسال
- الشاشة: شاشة لمس ملونة مقاومة مقاس 3.2 بوصة
- الساعة: مذبذب بلوري مُتحكم بدرجة الحرارة (TCXO) مدمج بتردد 25 ميجاهرتز، استقرار مُعلن عنه يبلغ 0.5 جزء في المليون
- المنطق / الذاكرة: معالج iCE40 UltraPlus FPGA / ذاكرة فلاش 32 ميجابت
- الاتصال: USB-C، USB 2.0
- البرنامج الثابت: Mayhem مُعدّل خصيصًا لـ HackRF Pro
- التخزين: فتحة بطاقة microSD
- مصدر طاقة محمول: خلية 18650 قابلة للاستبدال، غير مرفقة
- الهوائيات المرفقة: 5 هوائيات SMA متعددة النطاقات
- الملحقات المرفقة: كابل USB-A إلى USB-C ومضخم ترددات لاسلكية
